رهگیری پرتو یا Ray Tracing چیست و چه تاثیری در بازی‌ها دارد؟

رهگیری پرتو یا Ray Tracing چیست و چه تاثیری در بازی‌ها دارد؟

با ورود پلی استیشن ۵ و ایکس باکس سری ایکس، فناوری رهگیری پرتو به یکی از اجزای جدایی ناپذیر بازی‌ها تبدیل خواهد شد اما Ray Tracing چیست و چه تاثیری در بازی‌ها دارد؟

پشتیبانی کنسول‌های جدید از تکنولوژی رهگیری پرتو بدین معناست که به زودی شاهد تحولی بزرگ در صنعت بازی خواهیم بود. اما Ray Tracing دقیقا چیست و چه ویژگی‌هایی را به بازی‌ها اضافه می‌کند؟

رهگیری پرتو یا Ray Tracing چیست؟

کسانی که بر روی رایانه‌های شخصی بازی می‌کنند، چندین سال است که به این فناوری دسترسی دارند و تاکنون بازی‌هایی همچون ماینکرفت (Minecraft) و کال آف دیوتی: مدرن وارفر (Call of Duty: Modern Warfare) از آن به شکلی موثر بهره برده‌اند تا سایه‌ها و نورپردازی را به شکلی واقع گرایانه‌تری عرضه کنند. اما برای اجرای آن به سخت افزار قدرتمندی نیاز خواهید داشت. در ادامه با ما همراه باشید تا از تمامی نکات مرتبط با این فناوری مطلع شوید. البته وارد جزئیات تکنیکی و فنی آن نخواهیم شد و سعی می‌کنیم همه چیز را به زبان ساده توضیح دهیم.

– فناوری Ray Tracing چیست؟

ری تریسینگ یک نوع پردازش گرافیک است که باعث می‌شود بازی واقع گرایانه‌تر جلوه کند. این فناوری، هر کدام از منابع نور داخل دنیای بازی را پیدا کرده و برخورد آن‌ها با محیط را مطابق با دنیای واقعی ارائه می‌دهد و بر پایه سایه‌ها استوار است. این تکنولوژی در واقع چیزی شبیه به خورشید است و از زاویه دید بازیکن، نور را بر همه اجسام به شکلی درست و طبیعی می‌تاباند. ساده به نظر می‌رسد، این طور نیست؟

– چگونه کار می‌کند؟

اما پیاده سازی چنین چیزی به قدرت پردازش بالایی نیازمند است. برای این کار باید از الگوریتم خاصی استفاده شود تا زمانی که منبع نور با سطوح مختلف برخورد می‌کند، شکست یا بازتاب طبیعی داشته باشد و در ادامه، به سایه‌ها و انعکاس‌های واقع گرایانه منجر شود. از نظر تئوری، این تکنولوژی می‌تواند کمک کند تا بازی‌ها همانند دنیای واقعی، طبیعی به نظر برسند اما برای دستیابی به ایده آل‌ترین حالت، به یک ابرکامپیوتر نیازمند خواهید بود.

به هر حال، محاسبه این مسئله که نور نسبت به سطوح مختلف، خصوصا آن‌هایی که دارای خمیدگی هستند، چه واکنشی نشان می‌دهد، آسان نیست و قدرت بالایی می‌طلبد، آن هم وقتی که قرار است چنین کاری در بازی به صورت بی‌درنگ (Real-time) انجام شود.

همان لحظه که در دنیای بازی قدم می‌زنید، این تکنولوژی باید نور را پردازش کند و البته رایانه‌ شما باید توانایی و قدرت انجام چنین چیزی را داشته باشد. در سال‌های اخیر، این تنها دارندگان رایانه‌های شخصی بوده‌اند که فرصت تجربه چنین چیزی را در دنیای بازی‌ها داشته‌اند.

در نسل فعلی کنسول‌ها، سخت افزار و پردازنده ایکس باکس وان و پلی استیشن ۴ به شکلی بهینه نشده‌اند که بتوانند چنین نرم افزار قدرتمندی را پشتیبانی کنند اما این اتفاق به زودی رخ خواهد داد. اگر صاحب کامپیوتر متوسط یا ضعیفی هستید، شاید بتوانید از این فناوری استفاده کنید اما نرخ فریم بازی به حدی پایین خواهد بود که انجام آن تقریبا غیرممکن است و از این کار پشیمان خواهید شد.

– یک فناوری نه چندان جدید

احتمالا در چند سال اخیر، چیزهای مختلفی از ری تریسینگ شنیده‌اید و شاید فکر کنید که عمر کوتاهی دارد اما واقعیت این است که این فناوری از اواخر دهه ۷۰ میلادی وجود داشته است، اگر چه در آن زمان، چندان قابل اعتنا نبود. اما با پیشرفت کامپیوترها، امکان استفاده از آن‌ در پروژه‌های مختلف ممکن شد و به تدریج، کیفیت واقع گرایانه‌تری پیدا کرد. در دوران گذشته، پردازش صحنه‌هایی که از این فناوری استفاده می‌کردند آن‌قدر زمان‌بر و پرهزینه بود که هرگز تصور نمی‌شد بتوان آن را در طراحی بازی‌های ویدیویی به کار برد. اتفاقی که حالا پس از پنج دهه، تقریبا قابل انجام است.

– تاثیر آن در جلوه‌های ویژه (CGI)

شما در آثار سینمایی بارها با Ray Tracing رو به رو شده‌اید، اگر چه شاید با دقت به آن توجه نکرده باشید. برای مثال در قسمت‌های آخر جنگ ستارگان، این فناوری باعث شده تا بسیاری از سکانس‌های کامپیوتری و جلوه‌های ویژه مختلف، کاملا طبیعی جلوه کنند. بدون ری تریسنگ یا در صورت استفاده نه چندان مناسب از آن، در همان لحظه اول متوجه غیرواقعی بودن صحنه خواهید شد.

بسیاری از فیلم‌ها و انیمیشن‌هاس دیگر هم به سراغ این تکنولوژی رفته‌اند، برای مثال استودیوی پیکسار در انیمیشن دانشگاه هیولاها (University) از آن استفاده کرده و لباس مرد آهنی با تشکر از همین فناوری است که کاملا واقعی به نظر می‌رسد. اما باید توجه داشته باشید که برای هر کدام از این سکانس‌ها، ساعت‌ها وقت صرف شده است و چنین زمانی در بازی در دسترس نیست، زیرا در آنجا شما در حال تماشای یک فیلم از پیش ساخته شده نیستید و ری تریسینگ باید به صورت ریل تایم عرضه شود.

– این فناوری فعلا در انحصار یک شرکت بزرگ است

این فناوری فعلا فقط بواسطه شرکت انویدیا (NVIDIA) قابل دسترسی است و برگ برنده آن‌ها در بازار به حساب می‌آید. سری کارت گرافیک‌های جی‌فورس RTX این شرکت، منحصرا برای پشتیبانی از ری تریسینگ طراحی شده‌اند و با این کارت‌ها، می‌توانید بهترین بازخورد را از عناوینی همچون ماینکرفت یا مدرن وارفر دریافت کنید. البته در حال حاضر تنها تعدادی محدودی بازی در بازار وجود دارند که از این تکنولوژی بهره می‌برند اما در دنیای کنسول‌ها، فعلی هیچ اثری از این قابلیت پشتیبانی نمی‌کند.

شرکت AMD که از قافله عقب مانده است هم تصمیم دارد تا کارت‌های گرافیک مختلفی با قابلیت پشتیبانی از این فناوری تولید کند و چنین کاری می‌تواند راه را برای گسترش بیشتر ری تریسنیگ باز کرده و کمک کند تا افراد بیشتری به آن دسترسی داشته باشند.

– بازی‌های کنسولی هم به زودی از این تکنولوژی بهره‌مند می‌شوند

بازی‌هایی که بر روی رایانه‌های شخصی از ری تریسینگ استفاده می‌کنند، بر روی کنسول‌ها هم در دسترس هستند اما یک تفاوت گرافیکی بین این نسخه‌ها وجود دارد.

همان طور که بالاتر ذکر شد، کنسول‌های فعلی دارای ساخت افزار و نرم افزار لازم برای پیاده سازی این تکنولوژی نیستند. بنابر این، آن‌ها مجبور هستند از فرایند شطرنجی‌سازی (Rasterization) استفاده کنند تا نور را در دنیای بازی به صورت تقریبی و تخمینی نشان دهند. با این کار سرعت پردازش هم پایین نمی‌آید و مشکلی هم در زمین نرخ فریم وجود ندارد. اما مشخصا سایه‌های تولیدی از این فرایند، با نور و سایه‌ای که تحت پشتیبانی رهگیری پرتو عرضه می‌شود، قابل مقایسه نیست. سازندگان به این مسئله واقف هستند و اکثر بازی‌های تحت توسعه فعلی، قرار است به شکلی طراحی شوند که بتوان ری تریسینگ را در آینده به آن‌ها اضافه کرد.

– تاثیر موتور آنریل انجین در فراگیر شدن آن

این تصویر توسط موتور آنریل ۴ خلق شده است.

آنریل انجین، یکی از محبوب‌ترین موتورهای بازیسازی بازار هم به زودی با به روز رسانی‌های مختلف، راه‌های زیادی را برای استفاده از ری تریسینگ امکان پذیر خواهید کرد. این موتور که در ساخت بازی‌های بزرگی همچون فورتنایت به کار گرفته شده، در صورتی که شرایط را برای استفاده از این فناوری آسان کند، می‌تواند باعث شود تا نه تنها اکثر سازندگان، آن را به کار بگیرند بلکه موتورهای دیگر هم به سوی پشتیبانی از آن قدم بردارند. به تدریج شاهد این مسئله خواهیم بود که فناوری مذکور به یکی از عناصر همیشگی در ساخت بازی‌ها تبدیل می‌شود.

– تاثیر آن در روش بازی کردن شما

ری تریسینگ تنها یک ارتقای گرافیکی نیست بلکه می‌تواند تاثیر شگفت انگیزی در بازی‌های آنلاین و حتی تک نفره داشته باشد. سایه‌های واقع گرایانه باعث می‌شوند تا بازیکن بتواند در محیط‌ تاریک همه چیز را به خوبی ببیند و در سوی دیگر، بازتاب‌ها باعث می‌شوند تا در عناوین مخفی کاری، سطح تازه‌ای از تعلیق ساخته شود. یک بازی واقع گرایانه می‌تواند به شما کمک کند تا از محیط استفاده بهتری کنید. سایه‌ها در بازی‌های شوتینگ هم همیشه نقش موثری داشته‌اند و در آینده نزدیک، تاثیر آن‌ها دوچندان خواهد شد.

– نقش آن در جنگ بین کنسول‌ها

هر دو کنسول پلی استیشن ۵ و ایکس باکس سری ایکس از کارت گرافیک‌هایی استفاده می‌کنند که قابلیت پشتیبانی از Ray Tracing را دارد. بزرگ‌ترین بازی سال جاری، یعنی سایبرپانک ۲۰۷۷ (Cyberpunk 2077) هم از این فناوری استفاده می‌کند و کنجکاو هستیم تا ببینیم این اثر بزرگ در کنار این فناوری، چه عملکردی بر روی کنسول‌های نسل بعدی دارد.

اما اینکه شرکت‌های مایکروسافت و سونی از این فناوری به چه شکلی استفاده می‌کنند و همراه با آن چه نرخ فریمی ارائه می‌دهند، مسئله بسیار مهمی است. کنسولی که از این فناوری به شکلی کارآمدتر استفاده کند، بدون شک می‌تواند موفقیت بیشتری بدست بیاورد.

همچنین مطالعه کنید:

تکنولوژی چه تاثیری در صنعت بازی در سال ۲۰۲۰ خواهد داشت؟

باید در نهایت دید کدام کنسول از نظر سخت افزاری بهتر بهینه شده و می‌تواند بازی‌هایی که از این فناوری استفاده می‌کنند را بهتر عرضه کند. تکنولوژی Ray Tracing آمده است تا باقی بماند و نقشی حیاتی در آینده بازی‌های ویدیویی خواهد داشت؛ جایی که مرز بین گرافیک کامپیوتری و واقعیت از بین می‌رود و به راحتی قابل تشخیص نیست.

آیا از رهگیری پرتو استفاده کرده‌اید؟ نظرات خود را در مورد این فناوری با ما در میان بگذارید.

-: گجت نیوز